581363-2
Tietoliikenne II (2ov)
Erilliskuulustelun
4.6. 2004 arvostelusta
- Monilähetysreitityksessä
(multicast routing) tarvitaan monilähetysosoite,
monilähetysryhmä ja monilähetyspuu.
- Kuinka monilähetysosoitteet
eroavat tavallisista IP-osoitteista? (1 p)
Internetissä käytetään D-luokan osoitetta on monilähetysryhmän osoitteena. Nämä eivät mitenkään eroa muista Internet-osoitteista. (Kurose & Ross: s. 378) (1 p)
- Miten monilähetysryhmiä
hallitaan? (4 p)
Monilähetysryhmiä hallitaan IGMP-protokollalla ( Kurose & Ross: ss. 379-382):
- joka toimii isännän ja sen lähimmän reitittimen välissä
- vastaanottajapohjainen: isäntä voi ilmoittaa haluavansa liittyä tiettyyn monilähetysryhmään
- reititin kyselee (kyselysanoma) ja isännät ilmoittavat, missä ryhmissä ovat jäseninä
(ilmoitussanoma) tai kertovat lopettaneensa jäsennyyden (eroilmoitus)
- tehokkuus: riittää, kun yksi vastaa, jäsennyys kestää vain tietyn ajan
Arvostelusta: pisteitä on saanut 0- 4 sen mukaan, miten oikeaa asiaa monilähetysryhmistä on kirjoittanut
- Millaisia monilähetyspuita
on olemassa? (6 p)
Monilähetyspuista (ss. 383-388)
Monilähetysryhmän monilähetyspuussa ovat mukana kaikki ne reitittimet, joilla on kyseisen
monilähetysryhmän jäseniä ja lisäksi sellaiset muut reitittimet, joita tarvitaan, jotta nämä ryhmän
jäsenien reittittimet voidaan saavuttaa ja yhdistää puuksi.
- ryhmäpuu tai erikseen oma puu kullekin lähettäjälle (lähdepohjainen puu)
- ryhmäpuu: kustannuksiltaan pienin puu, joka yhdistää kaikki ryhmään kuuluvat reitittimet
- Steiner-puu NP-ongelma, heuristisia ratkaisuja
- keskussolmun varaan rakennettu puu; mikä valitaan keskukseksi
- Lähdepohjainen puu eli oma puu kullekin lähettäjälle:
- pienimmän kustannuksen puu voidaan laskea Dijkstran algoritmilla
- käänteispolkulähettäminen
Arvostelusta: pisteitä on saanut 0-6 sen mukaan, miten paljon erilaisia puita on esitellyt
ja mitä niistä on kirjoittanut
- Mitä tarkoitetaan
käänteispolkulähettämisellä (reverse path
forwarding) ja mikä rooli sillä on Internetin
monilähetysreitityksessä? (4 p)
'reverse path forwarding' (Kurose & Ross: ss. 387-388)
- toiminta: lähetetään edelleen muille vain jos tulee siitä portista, johon alkuperäiselle lähettäjälle
tarkoitetut paketit lähetetään: tämä nähdään suoraan reititystaulusta (2 -3 p)
- rooli Internetin monilähetyksessä (2 -1p)
- Miten toimii PIM-protokolla
(protocol independent multicast)? (5 p)
PIM
(Kurose & Ross: ss.389-391)
- protokollasta riippumaton
- protokollassa varauduttu kahteen erilaiseen skenaarioon: ryhmän jäseniä on hyvin tiheästi tai
jäseniä on hyvin harvassa => kaksi erilaista toimintamoodia
- tiheässä moodissa useimmat reitittimet mukana ryhmässä => käytetään DVMRP:n kaltaista,
mutta sitä yksinkertaisempaa ja hieman tehottomampaa käänteispolkulähettämistä.
Oletusarvoisesti lähetetään kaikille, mutta ryhmään kuulumattomat karsivat itsensä pois
- harvassa moodissa ryhmään kuuluu vain muutama reititin. Tällöin käytössä on
keskuspohjainen reititys, jossa ryhmään mukaaan haluavat reitittimet lähettävät
liittymispyyntönsä (JOIN) keskussolmulle. Ne lähetettävät viestit yksittäisenä keskussolmulle,
joka sitten lähettää ne monilähetyksenä ryhmäpuuhun
- pystyy tarpeen mukaan muuttamaan ryhmäpohjaisen reitityksen lähettäjäperustaiseksi
Arvostelusta: riippumattomuus, joustavuus 1 p,
kaksi eri moodia: keskuspohjainen ja käänteispolkua pitkin lähettävä 2 p
tarkempi selvitys kummakin moodin toiminnasta a' 1 p
- IP-protokollan avulla hyvin
erilaiset verkot yhdistyvät Internetiksi. Verkkojen erilaisuus
aiheuttaa mm. seuraavia ongelmia, joihin IP-protokollan tulee
ottaa kantaa:
Miten IPv6 on varautunut
hoitamaan kuvattuja ongelmatilanteita? Mitä mekanismeja
protokolla tarjoaa niiden selvittämistä varten? (20 p)
- Eri verkoissa on erikokoinen
paketin maksimikoko ja lähtöverkossa ihan sopivan kokoinen
paketti voi olla liian suuri jollekin välissä olevalle
verkolle. (8 p)
- IPv6-reitittimet eivät enää
paloittele liian suuria paketteja pienemmiksi kuten IPv4-reitittimet
tekevät
- lähettäjän
vastuulla on se, ettei lähetä verkkoon liian suuria
paketteja. Jos lähettää, niin ICMP hävittää
paketin ja ilmoittaa virheestä ('Packet too big'), jonka
jälkeen lähettäjä voi yrittää
uudelleen pienemmällä pakettikoolla
- Kaikkien reitittimien on kyettävä
käsittelemään vähintään
oletusmaksimin (MTU) kokoisia paketteja; oletusmaksimi suurempi kuin
Ipv4:ssa. Minimimaksimi Internetissä on 576 tavua, IPv6:ssä
MTU on 1280 tavua.
- Lähettäjä voi
käyttää polun pienimmän oletusmaksimin
etsimistekniikkaa (path MTU discovery technique)
- Optiona mahdollisuus käyttää
pakettien paloittelua IPv4:n tapaan: paketin numero, palan sijainti
paketissa, onko paketin viimeinen pala;
- Huonompilaatuisissa verkoissa
tiedon siirrossa voi tapahtua runsaasti virheitä, joten paketit
voivat tulla perille virheellisinä, joutua osoitevirheen takia
väärään osoitteeseen tai kadota kokonaan.(6 p)
- pakettien tarkistussummasata on
luovuttu kokonaan tehokkuussyistä, sillä tarkistussumma
jouduttaisiin laskemaan uudestaan aina joka hypyllä ja tämä
on hidasta.
Verkkojen luotettavuus on parantunut
ja oikeellisuuden tarkistus suoritetaan usein linkkikerroksella ja
kuljetuskerroksella TCP havaitsee virheet ja huolehtii
virheellisten ja puuttuvien pakettien uudelleenähetyksestä.
TCP ja UDP ottavat tarkistussummansa (checksum) laskemisessa
huomioon myös ns. pseudo-otsakkeen, jossa on mukana
IP-otsakkeen muuttumattomat kentät eli näin voidaan
varmistua, että nämä kentät eivät ole
matkalla muuttuneet.
- ICMP huomaa useat IP-otsakkeen
virheet, jos kenttä on muuttunut kelvottomaksi. Esim. jos
osoitekenttä on muuttunut sikäli kelvottomaksi, ettei
kyseistä osoiteeta on olemassa, niin paketti hävitetään
- Verkossa on epäluotettavia
koneita ja nuuskivia käyttäjiä, jotka ovat
kiinnostuneita verkossa kulkevien pakettien sisällöstä.
(6 p)
- Pakettien
turvallisuuteen kiinnitetty enemmän huomiota = IPsec
- IPv6-pakettiin
voidaan liittää AH-otsake ja ESP-otsake
- AH-otsakkeeella
varmistetaan lähettäjän identiteetti ja tiedon
säilyminen muuttumattomana
- ESP-otsakeella
näiden lisäksi salataan paketin sisältö
Näistä
tarkemmin Kurose & Ross: ss. 660-663.
Tehtävän 2
arvostelusta: Mitä enemmän oikeanlaista asiaa, sitä
enemmän pisteitä.
- Kerro
lyhyesti, mitä seuraavilla termeillä ja lyhenteillä
tarkoitetaan ja missä niitä käytetään tai
missä ne esiintyvät.
- BGP
(border gateway protocol) (5 p)
BGP on reititysprotokolla
autonomisten alueiden väliseen reititykseen
-
BGP-reitittimet
vaihtavat keskenään reittitietoja; lähinnä keino
välittää reitti-informaatiota
-
ei niinkään
nojaten pelkkiin kustannuksiin, vaan ottaen huomioon eri AS:ien
toimintapolitiikat (esim. turvallisuus, lait)
- pohjimmiltaan
etäisyysvektoriprotokolla, mutta tallettaa reitin koko polun
eli ne AS:t joiden kautta reitti kulkee
-
toiminta:
reitti-ilmoituksia naapureilta ('lupauksia' reitittää
ilmoitettuja reittejä pitkin); sopivan (= AS:n
reitityspolitiikan mukaisen) reitin valinta; reitti-ilmoitusten
lähettäminen naapureille 'valikoidusti'
-
sanomat: open;
keepalive; update; notification
-
E-BGP ja I-BGP
(Tarkemmin BGP:sta Kurose & Ross: ss. 353-358)
- vuoromerkkiämpäri
(token bucket) (5 p)
Vuoromerkkiämpäri Kurose & Ross: 576 -577 (tosin nimellä Leaky Bucket)
Menetelmä purskeisen lähetyksen säätelyyn. Lähettäjälle generoidaan lähetyslupia eli vuoromerkkejä tasaisessa tahdissa. Kukin vuoromerkki oikeuttaa tietyn datamäärän lähettämisen. Jos lähetettävää ei ole, niin lähetyslupia varastoituu puskuriin eli ämpäriin mahdollisia tulevia purskeita varten. ämpärin koko rajoittaa purskeen. Liikenteen säätelyn lisäksi käytössä myös liikenteen purskeisuuden määrittelyissä.
- RED
(random early detection) (5p)
RED-puskuri:
- pyrkii ennalta estämään ruuhkan pudottamalla satunnaisesti paketteja jo ennen kuin ruuhkaa
pääsee todella muodostumaan.
- Mitä enemmän puskuri täyttyy, sitä suuremmalla todennäköisyydellä paketteja pudotetaan;
TMIN, TMAX.
- Mitä pitempään ei ole lähetetty, sitä suurempi todennäköisyys.
- Purskeista liikennettä ei sorsita.
Lähettäjät pudottavat lähetystään eikä ruuhkaa pääse syntymään. Estää oskillointia! Mutta voidaan käyttää myös palvelunlaadun toteuttamiseen.
RED -puskuri pyrkii aktiivisella puskurin hallinnalla kontrolloimaan puskurien täyttöastetta ja välttämään täyden ruuhkan syntymistä. Se hävittää puskurista paketteja, vaikka puskuri ei vielä olisikaan täynnä. RED-puskuri tarkkailee koko ajan puskurin täyttymistä. Kun täyttöaste ylittää minimirajan, niin puskurista satunnaisestii aletaan poistaa paketteja. Mitä täydempi puskuri on sitä suuremmalla todennäköisyydellä paketteja poistetaan. Kun puskurin täyttöaste ylittää maksimirajan, niin poistotodennäköisyys on yksi. Samoin todennäköisyys kasvaa, mitä pitempään aikaan ei ole poistettu paketteja. Poistot pyritään kohdistamaan myös tasapuolisesti ryöppyisille ja vähemmän ryöppyisille yhteyksille.
Kun reitittimessä on käytössä RED-puskuri, niin reititin voi todella hävittää paketteja. RED-puskuria voidaan käyttää myös ECN-protokollan kanssa. Tällöin riiittää vain merkitä paketit hävitetyiksi eli ilmoittaa vastaanottajalle ruuhkasta ja ECN-protokollan avulla vastaanottaja taas ilmoittaa 'hävittämisestä' lähettäjälle, joka pienentää lähetystää samalla tavoin kuin segmentti olisi todella hävinnyt.
- Integroidut
palvelut (integrated services) ( 5 p)
- tapa,
jolla voidaan parantaa Internetin palvelun laatua (QoS)
- varataan
etukäteen tarpeelliset resurssit, jotta erilaisten sovellusten
vaatimukset voidaan täyttää ja näin paremmin
taata palvelun laatu
- reitittimen
tiedettävä, miten paljon sen resursseista (puskuritilasta
ja linkkikapasiteetista) on varattu ja paljonko on jäljellä
- riittävät
resurssit on varattava jokaisesta reitin varrella olevasta
reitittimestä (call setup)
- tiedettävä
tarkkaan sovelluksen vaatimukset ja sen liikennekäyttäytyminen
- tietojen
siirtäminen reitittimeltä toiselle (esim.
signallointiprotokollan RSVP-protokolla)
- kukin
reititin päättää pystyykö se toteuttamaan
esiotetyt vaatimukset
- kritiikkiä
Asiat kerrottu tarkemmin Kurose & Rossin kirjasta ss. 579-582 (integrated services)
Tehtävän 3 arvostelusta: Kustakin tehtävästän annettu pisteitä 0-5 sen mukaan, paljonko vastauksessa on oikean tyyppisiä asioita käsitelty. Yleensä yhdestä asiasta on saanut yhden pisteen.